ВСТУП
Людина сприймає навколишній світ Природи двояко: почуттями і розумом. Результати таких різних сприймань протилежні. Почуттями створюються образи видимого світу, яких насправді, окрім як в мозку людини, немає. Розумом ж у вигляді моделей відкривається реальний світ Природи, існуючий незалежно від бажання і, більше того, всупереч бажанню людини.
Характеризуючи геологію XXII ст., Будемо розглядати реальний світ кам'яної оболонки земної кулі. Такі дії відповідають вимогам наукового дослідження, тому що наука являє собою діяльність щодо з'ясування сутності реального світу. Почнемо видобувати наукові знання з геології. Під знаннями, відповідно до Сократа, будемо розуміти таке пояснення, яке може бути доведено. Все інше: сказане, але не доведене є вигадкою, поданням, абсурдом.
Головна мета природознавства в пізнанні сутності (істини) явищ та об'єктів природи шляхом формулювання законів і виведення наслідків з них. Відмітна особливість закону від інших викладів пояснення спостережуваних об'єктів: думок, поглядів, ідей, в тому, що закон не має виключень, а тому не допускає поглядів, уявлень.
Головна мета геології, як природничої науки, у встановленні законів будови і функціонування літосфери. У цьому методологічна основа побудови моделі природно-наукової геології чи геології XXII століття. Виконання принципу науковості зобов'язує проводити системні, а не фрагментарні дослідження. Крім того, виклад матеріалу має бути в значній мірі алгоритмізованого для створення інтерактивних програм пізнання.
Методика роботи буде у формі творчого дослідження. Творчість - відкриття людиною нового, раніше йому невідомого. Спочатку необхідно охарактеризувати речовина (гірські породи), яким складена кам'яна оболонка земної кулі. Потім з'ясувати, як гірські породи розташовані в межах літосфери, що і дозволить сформулювати основні закони будови і функціонування її.
Побудувати природничо-наукову, логічно несуперечливу модель геології можна лише при індуктивному мисленні: від одиничного до загального. Йдуть знаходити необхідні і достатні ознаки геологічних об'єктів, по них виводити поняття, а потім шляхом порівняння понять формулювати закони. Все це розвине розум читача, дозволить йому стати вільним у мисленні, здатним видобувати знання, а не бути рабом ідей. Для людства перехід на індуктивне мислення в геології розтягнеться на кілька поколінь, тому пропонована модель геології і названа геологією XXII століття. Але починати, правильніше продовжувати, робити це потрібно вже зараз. Усвідомлене початок створення природно-наукової моделі геології почалося ще в 1985 р., коли мною задепонувати у ВІНІТІ монографія "Оцінка достовірності теоретичних основ сучасної геології". У 1992 р. видано підручник Геологія для студентів, перевиданий у 1999 р. в якості навчального посібника з дозвільним грифом навчально-методичного об'єднання з загальних проблем педагогічної освіти Міністерства освіти Російської Федерації. У 1993 р. видано підручник для школярів 10 класу "Планета землян".
Розвиток розуму має супроводжуватися формуванням моральності, шанобливого ставлення до сприйняття іншого світу геології іншими людьми. Якщо знаєш, вже поважаєш, але не обов'язково приймаєш. Тим самим досягається дотримання важливого в пізнанні природознавства принципу історизму. Хто знає минуле, той розуміє теперішнє і може передбачити майбутнє, говорили древні мудреці. Більш того, всі попередні пояснення світу геології в сукупності з науковими знаннями і складають цілісність сприйняття проблеми, що є надбанням людства.
Тому, після наукового з'ясування будь-якої проблеми будуть приведені уявлення про неї людей з можливо раннього часу, зазвичай з давніх греків, від яких і пішла сучасна європейська науково-технічна цивілізація. Це буде своєрідна історична довідка про результати ілюстрації видимого світу кам'яної оболонки земної кулі, що включає і загальноприйняті в даний час геологічні уявлення.
У монографії не буде посилань на публікації інших авторів. Зроблено це з двох причин. Перш за все, посилання на авторитети є першою ознакою прояву схоластики, донаучной стадії розгляду питання. Авторитет, на якого посилаєшся, у свою чергу в інтерпретації посилається на попереднього і так багато разів, з неможливістю з'ясувати вихідне положення, що лежить в основі міркування. У науці потрібно логічно витримане доказ. Вихідний ж фактичний матеріал, використаний при формулювання природничо-наукової моделі геології: надходження на Землю величезної кількості космічної (сонячної) енергії, наявність гравітаційного поля, поширення на поверхні літосфери аморфних, пухких глинистих і уламкових утворень, а нижче їх все більш крупнокристаллической, велика енергонасиченість аморфних речовин в порівнянні з кристалічними, звільнення речовиною теплової енергії при його перекристалізації в підтвердженні достовірності не потребує.
Потім, і це більш важливо, в будь-якій публікації, на яку довелося б посилатися, наведені ілюстрації видимого світу геології, відсутнього в реальності. Говорилося б про глибинну енергії, земній корі, магмі, магматичних породах, складчастих областях, платформах, літосферних плитах, археї і т. д. Нічого цього насправді в кам'яній оболонці земної кулі немає. У публікації, наприклад, сучасного хіміка немає посилань на праці алхіміків, хоча, звичайно, алхіміки наблизили час хімії.
Навіть єдино близький мені за сприйняттям реального світу літосфери, пропагандист "натуралістичного" (за В. І. Вернадському) природознавства казахський геолог А.М. Мауленов у своїх міркуваннях використовує терміни заперечуваної схеми сучасної геології: земна кора, платформа, метаморфізм і ін Їм більше показується логічна неспроможність сучасних геологічних уявлень, що з позиції психології віруючого в написане і сказане в школі та вузі фахівця робити не потрібно, сприймається як крамола . Способу мислення з дедуктивного на індуктивного це не змінює. Створити ж цілісну логічно несуперечливу картину реального світу геології чи навчитися думати індуктивно більшість людей самостійно поки не можуть, очікуючи, коли це їм піднесуть у готовому вигляді. Мною і зроблена така спроба.
Зрозуміти кругообіг енергії і речовини в літосфері (природничо-наукову модель геології), що викликається надходженням на Землю космічної енергії та наявністю у нашої планети гравітаційного поля, можна тільки з використанням нової термінології, що відбиває реальний світ кам'яної оболонки земної кулі: уламкові, кристалічні, глинисті і аморфні (за ознаками структури і текстури) гірські породи, енергонасиченість речовини, фізико-хімічні системи типу суспензії та пористого тіла та ін
У публікаціях автора з природничо-наукової моделі геології, список яких наведено, посилання на прихильників сучасного дедуктивного сприйняття літосфери є.
Природно-наукова модель геології вже викладена в моїх підручниках та навчальних посібниках для студентів і школярів. Всі спроби отримати результати експертизи на науковість її змісту в АН СРСР, Міністерстві освіти РФ закінчувалися отриманням заборон на її викладання, як не відповідної Держстандартам викладання геологи. Не з'явилися винятком укладення експертної комісії Міністерства промисловості, науки і технологій РФ від 25 січня 2002 і 22 травня 2002, підготовлені в МГУ - додаток 1. Отримані рецензії від МДУ показують, що навіть вважаються висококваліфіковані фахівці з сучасної геології живуть уявленнями XIX ст. і не можуть зрозуміти (не компетентні) логічно витриману з позиції фізики і фізичної хімії природничо-наукову модель геології реального світу кам'яної оболонки земної кулі. Вони залишаються рабами ілюзорною ідеї наявності глибинної енергії.
Тому, щоб не було ув'язки наукової оцінки природно-наукової моделі геології, викладеної мною в підручниках, з можливістю її викладання, видаю монографію.
Починаючи знайомитися з монографією, уявіть, що нічого не знаєте по геології. Прийміть, що на Землю надходить сонячна (космічна) енергія, у земної кулі є гравітаційне поле, яке зобов'язує всі тіла на ньому зайняти як можна більш близьке положення до центру планети, аморфні тіла більше енергонасищени, ніж кристалічні, тому що при кристалізації і перекристалізації виділяється в вигляді тепла енергія. Логічно доказова система будови і функціонування кам'яної оболонки Землі стане зрозумілою за однієї умови: не повинно бути компромісів з істиною (порушень відомих законів, наприклад, гаряче тіло на контакті з холодним має остигати, як і при дегазації, кристалізація супроводжується виділенням тепла) і моральністю ( будьте чесними і добрими, Самовдосконалюйтеся). Ще раз наголошу: знанням може бути таке пояснення, яке доказовою. Все інше, нехай навіть очевидно правильне, але не доведене, нісенітниця, абсурд. Здобувайте знання, тоді станете особистістю, а не рабом ідей, як усі.
ГІРСЬКІ ПОРОДИ
Гірські породи, що складають літосферу, за властивостями структури (будови) можна розділити (класифікувати) на чотири групи.
Якщо породи складаються з часток неправильної форми розміром більше 0,01 мм (видно або відчуваються пальцем) - уламків, то це уламкові породи.
Якщо породи складені частками розміром менше 0,01 мм (гладкі на дотик) - глинистими частинками, то це глинисті породи. Так як глинисті частинки мають форму дрібних листочків, то глинисті породи можуть бути тільки щільними.
Якщо породи складаються з часток з гранями, ребрами (правильних обмежень) - кристалів, то це кристалічні породи.
Якщо породи складені аморфним речовиною, це аморфні породи.
Оформимо у вигляді схеми наведений алгоритм визначення гірських порід першого порядку.
Напишемо алгоритми другого порядку визначення окремо для уламкових, глинистих, кристалічних та аморфних порід.
Алгоритми визначення уламкових порід.
Так як уламкові породи складені уламками, то ці породи можна розділяти за розміром складають їх уламків. Якщо розмір уламків менше 1 мм, це мелкообломочная порода. Якщо він більше 1 мм, то це великоуламкових порода. Мелкообломочние породи в свою чергу ще раз розділяються за розміром уламків. Якщо він до 0,1 мм, то порода алевритових структури. Якщо більше 0,1 мм, структура породи псаммітовая.
Наступним загальною ознакою уламкових порід служить взаємозв'язок їх уламків. Якщо уламки не пов'язані, розсипаються, то порода рихла. Якщо уламки пов'язані між собою, відокремити їх не можна, порода зцементована.
Усі вихідні дані (ознаки будови) для визначення мелкообломочних порід отримані.
Повідомляю правило, за яким алгоритмічний процес визначення мелкообломочних порід визнається закінчилися. Пухка порода алевритових структури отримала назву алеврит, а зцементована - алевроліт. Пухку породу псаммітовой структури люди називають піском, а зцементовану - піщаником. Далі піщаник можна розділяти за складом уламків, типу і складу цементу і т.д.
Для визначення великоуламкових порід отримана не вся сукупність вихідних даних, враховані не всі достатні ознаки будови. Так як ці породи складені великими уламками розміром більше 1 мм, то в таких уламках можна розрізнити форму. Вона може бути незграбною або округлої (окатаною).
Повідомляю правило, за яким алгоритмічний процес визначення великоуламкових порід визнається завершеним. Великоуламковий пухка порода, складена уламками незграбної форми розміром: від 1 мм до 10 мм - жорстви, від 10 мм до 100 мм - щебінь, більше 100 мм - брили. Великоуламковий зцементована порода, що складається з уламків незграбної форми, - брекчія.
Великоуламковий пухка порода, складена уламками округлої форми розміром: від 1 мм до 10 мм - гравій, від 10 мм до 100 мм - галечник (галька), понад 100 мм - валуннік (валуни). Великоуламковий зцементована порода, що складається з уламків округлої форми, іменується конгломератом. Якщо ж розмір уламків до 10 мм, то це Гравелен.
Наводжу коротке визначення зразка конгломерату. Бачу, що зразок гірської породи складається з частинок без граней, ребер або неправильної форми розміром більше 0,01 мм - уламків. Порода - уламкові. Розмір уламків більше 1 мм - великоуламкових порода. Форма уламків округла, порода округлообломочная. Відокремити уламки один від одного не можна, зцементована. Великоуламковий, з уламків округлої форми, зцементована - конгломерат. Відповідь прийнятий як не суперечить правилу.
Алгоритми визначення глинистих порід.
Складені вони частинками розміром менше 0,01 мм, тому ознака розміру часток, як і форма для них неприйнятний. Залишається тільки ознака взаємозв'язку частинок. Якщо глиниста порода пластична, отже, частки її не пов'язані між собою, то це пухка порода. Якщо порода гладка на дотик і не пластична, стиснути її не можна, порода - зцементована. Усі вихідні дані для визначення глинистих порід отримані.
Повідомляю правило, за яким алгоритмічний процес визначення глинистих порід визнається завершеним. Глиниста пухка порода називається глина, зцементована - аргіліт.
Алгоритми визначення кристалічних порід.
Поділяються за кількістю складають кристалів (мінералів). Якщо порода складається з одного мінералу (є агрегатом одного мінералу), то це мономінеральна порода. Якщо в породі присутні кристали двох і більше різних мінералів, то порода полімінеральна.
З мономінеральних розглянемо породи білого кольору. Визначаються вони з діагностичних властивостям мінералів білого кольору. Спочатку оцінимо розчиняється мінерал у воді чи ні. Розчинні у воді мінерали визначаються за смаком. Якщо смак мінералу солоний, це галіт, а пекучо-гірко-солоний - сильвін.
Нерозчинні у воді мінерали білого кольору визначаються за твердістю. Якщо мінерал м'який (ніготь на ньому залишає борозенку), це гіпс (CaSO 4 ∙ 2H 2 O), середньої твердості (не дряпається нігтем, але дряпається склом або лезом ножа) - кальцит (CaCO 3), твердий (сам дряпає скло) - кварц (SiO 2).
Повідомляю правило, за яким алгоритмічний процес визначення мономінеральних кристалічної породи білого кольору визнається закінчилися.
Порода, що складається з кристалів галіта, називається кам'яна сіль, а Сільвіна - калійна сіль. Остання зазвичай має ділянки червоного або синього кольору. Породу, складену кристалами гіпсу, називають також гіпсом (часто містить домішку глини, чому колір породи сірий). Породу, складену кристалами кварцу, іменують кварцитом. Породи з кристалів кальциту розділяються по щільності і розмірами кристалів. Якщо кристали не видно і порода пориста, то це вапняк. Якщо кристали видно, розташовані хаотично і порода щільна, то це мармур.
Беру в руку зразок гірської породи. Бачу, що у неї блищать гладкі поверхні, грані. Порода складається з частинок правильних обмежень - кристалів. Порода кристалічна. Колір мінералів білий, порода мономінеральна. Перевіряю, розчинна вона у воді чи ні, визначаю її смак. Несмачна. Для з'ясування назви слагающего її мінералу визначаю його твердість. Нігтем він не дряпається, не м'який. Склом дряпається, середньої твердості. Кальцит. Кристали великі, розташовані хаотично, порода щільна. Мармур. Відповідь приймається, тому що не суперечить правилу.
Полімінеральні кристалічні породи розрізняються по розташуванню мінералів або текстурі. Якщо мінерали розташовані впорядковано (орієнтовані в одному напрямку), то порода має орієнтовану текстуру. Якщо мінерали розподілені безладно або хаотично, у породи беспорядоченная текстура.
У породах з упорядкованою текстурою характер розташування може бути різним: рівномірно по всій породі, причому порода має сплющений, здавлений (сланцеватий) образ, або групуватися паралельними смугами (лінзочкамі) з мінералів різного кольору.
Повідомляю правило, за яким алгоритмічний процес визначення полімінеральної породи орієнтованої текстури визнається закінчилися. Кристалічну породу з орієнтованим розташуванням мінералів, рівномірно розподілених по всій породі сплющенного або сланцевого вигляду визначають кристалічним сланцем. Зазвичай це полімінеральна порода: кварцево-слюдяних та інші сланці, але буває і мономінеральних: слюдисті сланець. Якщо порода сплющена, а кристалики дрібні (серициту) - це Філлах. Якщо порода по зовнішньому вигляду (на дотик) схожа на глинисту, але сплющена (здавлена), то називається глинистим сланцем.
Назва кристалічної полімінеральної породи, складеної паралельними смугами з мінералів різного кольору, гнейс.
Зазвичай розмір кристалів в кристалічних сланцях менше розміру мінералів гнейсу. Кристалічні сланці, як правило, мелкокристаллические породи, гнейси - среднекрісталліческіе.
Полімінеральні кристалічні породи хаотичної текстури розрізняються по мінеральному складу.
Повідомляю правило, за яким алгоритмічний процес визначення кристалічної полімінеральної породи з безладним розташуванням кристалів визнається завершився. Якщо така порода складена білим кварцом, світло-сірим плагіоклазом, білим, рожевим до червоного калієвим польовим шпатом, чорної (біотит) або білої (мусковіт) слюдою, то її називають гранітом. Слюди в граніті, як правило, не більше 5-10%. Зазвичай у граніту крупнокристалічна структура.
Кристалічна полімінеральна порода хаотичної текстури з 50% сірого польового шпату і з 50% (звичайно, є відхилення в ту або іншу сторону) темно-зеленого або чорного мінералу витягнутої форми - амфіболу, прийнято називати діоритом. Якщо все те ж саме, тільки замість амфіболу присутній піроксен - темно-зелений або чорний мінерал короткостолбчатого вигляду, то порода іменується габро. Кристалічну полімінеральних породу тільки з чорних і (або) темно-зелених мінералів - піроксену і олівіну називають перідотітов. Структура його зазвичай дрібнокристалічна. Якщо порода складена одним піроксенів, це піроксенах, олівіном - дуніт.
В руці у мене зразок гірської породи. Бачу, що порода складається з частинок з гранями (при повороті блищать), правильних обмежень - кристалів - кристалічна. Кристали білого (кварц), світло-сірого (плагіоклаз), червоного (калієвий польовий шпат) і чорного (слюда) квітів - полімінеральна. Розташування мінералів безладне. Кристалічна полімінеральна порода з кварцу, плагіоклазу, калієвого польового шпату і слюди, розташованих хаотично, визначається гранітом. Відповідь прийнятий як не суперечить правилу.
Кристалічних полімінеральних порід значно більше, ніж наведених як приклад побудови алгоритму їх визначення. Не порушені лужні породи та багато інших. Метою даної монографії не було створення всеосяжного алгоритму кристалічні та інших порід. Показаний лише принцип побудови алгоритму визначення найбільш поширених гірських порід, які будуть використовуватися далі у побудові схеми природно-наукової моделі геології. Імовірнісний світ літосфери, як і всієї Природи, свідчить про величезне різноманіття будь-яких типів гірських порід, відсутності в реальності середньостатистичного пісковика або граніту, алгоритми визначення яких і приведені. Це як би "ідеальний газ" або "ідеальна рідина" у фізиці. Якщо такі поняття не використовувати, закони газової динаміки та гідродинаміки сформулювати не можна.
Алгоритми визначення аморфних порід.
Візуально, за зовнішнім виглядом обгрунтувати віднесення зразків гірських порід до аморфних часто утруднене, а часом і неможливо. Необхідно вивчення їх під мікроскопом. Виняток становить вулканічне скло, тому що скло - це тверде аморфна речовина.
Аморфні породи складаються з аморфної речовини. Враховуючи, що гірські породи - це тверді речовини (ними складена тверда, кам'яна оболонка земної кулі - літосфера, як газами - атмосфера, водою - гідросфера), аморфні породи повинні бути складені твердими аморфними речовинами. До аморфним речовин відносяться всі гази, рідини, а з твердих - скла, смоли, гелі і мінерал опал. З цього випливає, що аморфні породи, як тверді речовини, можуть складатися стеклами і опалом.
Опал в аморфних, тобто повністю або більшою частиною складаються з опалу, породах буває у вигляді мікроскопічних панцирів діатомових водоростей або у вигляді дрібних кульок - глобул. В обох випадках панцирі і глобули не можуть щільно прилягати одне до одного, тому гладка на дотик порода з них мікропориста (прилипає до мови; аргіліт хоча і гладкий на дотик, щільний, до мови не прилипає, тому що глинисті частинки мають лістоватую форму і щільно прилягають один до одного). Колір породи білий, як і опалу, хоча часто просочення гідроксиди заліза надає їй жовтуватий відтінок.
Враховуючи, що скло - це переохолоджена рідина (бистроохлажденная рідина, яка тому не змогла звільнитися від зайвої енергії - виділити тепло, і перейти в кристалічний стан з меншим відстанню між слагающими її атомами), то скловати породи виникли з високонагретой рідини - лави. Лава, з позиції фізичної хімії, являє собою високомінералізованих нагріте водно-силікатний розчин, насичений газами. Розплавом лаву називати не можна, бо розплав - це індивідуальне, тобто хімічно чисте, стехиометрическое речовина в рідкому стані, кристалізується при температурі переходу в рідкий стан. Нагріта до рідкого стану кам'яна сіль (NaCI) за умови, що кількість катіонів натрію повністю відповідає кількості аніонів хлору, - це розплав. Але варто в нього потрапити незначну кількість води, як розплав хлористого натрію перейде у розчин хлориду натрію у воді. Чисте залізо в рідкому стані - розплав. При додаванні в нього вуглецю стає рідким розчином вуглецю в залізі, званим рідким чавуном або рідкої сталлю, в залежності від вмісту вуглецю. При охолодженні і кристалізації вони переходять в тверді розчини вуглецю в залозі - чавун або сталь. У природі чистих речовин немає.
Якщо в лаві розчинено мало газів, і вона швидко охолоне без утворення кристалів, в цьому випадку виходить щільне вулканічне скло.
Якщо в лаві розчинено багато газів і при охолодженні вони не встигають її покинути, утворити порожнечі різного розміру, то виникає пориста або ноздреватая склувата порода (пористої текстури до пемзовідной або шлаковідной).
Зазвичай ще при підйомі на поверхню в розігрітому водно-силікатному розчині починається часткова кристалізація. При швидкому охолодженні на поверхні літосфери такий лави склувата маса породи буде містити ту чи іншу кількість кристалів різних розмірів.
Тому за зовнішнім виглядом аморфні породи часто пористі: від мікропористих до ніздрюватих. Вони (якщо не перебувають з опалу) або повністю скловати, або в їх основний скловатою масі знаходяться окремі кристали. Скловати породи з окремими (іноді численними і великими) кристалами називаються порфірових (порфіровою структури).
Послідовність міркування при взятті в руки зразка ноздреватой неповністю кристалічної породи може бути наступною (при прямому доведенні). Порода ноздреватая, значить, раніше містила у великій кількості бульбашки газів. Вони були розчинені в речовині породи, отже, речовина була в рідкому нагрітому (розплавленому) стані, а це аморфний стан. Якщо б воно повільно остигало, то закристалізувався б, перейшло в кристалічний стан. Але кристалів немає або не всі з кристалів. Розплавлене речовина швидко остигало і набуло скловату структуру, зберігши аморфне будову. Звідси в руці зразок аморфної скловатою породи.
Подальший поділ скловати порід в даний час ведеться за їх хімічним складом, за вмістом у них кремнезему - SiO 2. Якщо зміст його 70% і більше, то порода називається кислою (в ній багато оксиду кремнію - аніону силікатів - солей кременистих кислот), тобто складової частини кислоти. Тому і кисла порода, а не від рН менше 7 (концентрації іонів водню, про яку в твердих речовинах говорити безглуздо). При вмісті SiO 2 в породі близько 60% вона визначається середньою, а при 50% - основний (у ній мало кремнезему, але багато оксидів заліза, магнію та кальцію - складових частин підстав). Виходячи з хімічного складу, за таким же принципом поділяються і кристалічні полімінеральні породи хаотичної текстури: кисла (SiO 2 70% і вище) - граніт; середня (60%) - діорит; основна (50%) - габро; ультраосновних (40% і менше) - перідотіт.
Визначити хімічний склад, в тому числі і кількість оксиду кремнію, можна в хімічній лабораторії. Але це довго і дорого. Простіше і швидше (не для точних петрохіміческая досліджень) визначати хімічний склад скловати порід за кольором. Чим більше в них оксиду кремнію, тим вони біліше (мінерал складу SiO 2 - кварц білого кольору), і чим менше, тим чорніше (термін "темніше" - вживати не можна, тому що він характеризує відтінок, а не колір). Колір кислої скловатою породи білий або світло-сірий колір, середньої - сірий, а основний - темно-сірий або чорний. Виняток: склад щільного вулканічного скла будь-якого кольору: білого, чорного, коричневого завжди кислий.
Повідомляю правило, за яким алгоритмічний процес визначення аморфної породи визнається закінчилися. Білу гладку на дотик легку мікропористу породу, прилипає до мови, називають діатоміти, якщо під мікроскопом в ній помітні залишки панцирів діатомових водоростей, або опокой, коли панцирів немає (сільнопорістая різновид опоки - трепел).
Скловату або порфірова (у скловатою масі знаходяться кристали) щільну або пористу породу білого або світло-сірого кольору називають ліпаритів, сірого - андезитів, темно-сірого або чорного - базальтом. Щільна, а тому важка, ськритокрісталлічеськие або дрібнокристалічна порода чорного кольору, зовні схожа на базальт, але не склувата і не пориста - долеріт.
У найзагальніших рисах складання алгоритмів визначення найбільш поширених в літосфері гірських порід закінчили. Необхідно відзначити, що в природі будь-яких меж, що розділяють породи за тією або іншою ознакою, немає. Межі умовно виділяються людьми. Дуже рідко, наприклад, зустрічається просто пісок. Зазвичай він містить у тому чи іншому кількості глину і алеврит. Виділяють глинистий пісок, піщанистому-глинистий алеврит. Широко в природі поширені андезито-базальти (з вмістом оксиду кремнію 55%), гранодіорити (з вмістом SiO 2 65%) та багато інших. Кристалічні сланці з глибиною поступово переходять у гнейси, ті, через граніто-гнейси, в граніти. Якщо в зцементованих породі 50% глинистого матеріалу і 50% тонкокристаллическая карбонатного (СаСО 3), то порода носить назву мергель. Якщо глинистого матеріалу менше - це глинистий вапняк, якщо більше - ізвестковістих аргіліт.
Далі, наприклад, піщаник за мінеральним складом буває кварцовим (з уламків кварцу), олігоміктовим (з уламків кварцу і польового шпату) і т.д. Цемент уламків в піщанику за складом може бути глинистим, карбонатною і ін
Визначення назви гірських порід не є самоціллю в геології. Це підготовче (пропедевтичне) ланка для розуміння геологічних процесів, моделі функціонування літосфери.
Перша класифікація гірських порід була розроблена в середині XVIII ст. Дж. Ардуіно, що розділило гірські породи (відкладення) на первинні, вторинні і третинні за їх походженням. У книзі І. Лемана "Досвід відновлення історії флецових гір", опублікованій в 1756 р., в якій викладено результати його геологічних досліджень Центральної Німеччини, дано обгрунтування цього поділу. У відповідності зі Святим письмом І. Леман вважав, що в історії Землі було лише два істотних події загального значення: створення світу і всесвітній потоп. З цими двома подіями їм і пов'язувалося освіта відомих на той час товщ гірських порід.
Найбільш стародавніми приймалися граніти, що складають осьові частини гірських хребтів. На схилах хребтів було відмічено, що граніти перекриваються гнейсами, а ті в свою чергу кристалічними сланцями. Залишків скелетів тварин і відбитків рослин в цих породах не спостерігалося. Ближче до підніжжя гір на кристалічних сланцях лежать шари пісковиків, вапняків, аргілітів, часто у великій кількості містять залишки скелетів тварин та відбитки (до стовбурів) рослин. Пісковики складені уламками гранітів, гнейсів і кристалічних сланців. На рівнині поширені глини, піски, гальки, щебінь. Великі уламки - галька, гравій представлені гранітів, гнейсів, піщаником, тобто утворилися за рахунок руйнування нижележащих порід.
Глини, піски, гальки, гравій | - Третинні відкладення |
Пісковики, аргіліти, вапняки | - Вторинні відклади |
Граніти, гнейси, кристалічні сланці | - Первинні відкладення |
Розріз видимої частини літосфери за Дж. Ардуіно та І. Леману.
Граніти, гнейси і кристалічні сланці, як не несуть слідів життя, були віднесені до первинних (жильним, залегающим крутопохилих і йдуть в "вічну глибину") відкладів, що виникли при створенні Землі до створення на ній життя. Шаруваті (флецовие) відкладення пояснювалися результатом всесвітнього потопу, який супроводжувався загибеллю тварин і рослин, що не потрапили в ковчег Ноя. Це, отже, вторинні породи, тому й містять залишки рослин і тварин, загиблих під час божого покарання. Подальше руйнування первинних і вторинних порід призвело до накопичення глини, піску, щебеню - третинних відкладень.
Класифікація гірських порід Дж. Ардуіно та І. Лемана була ілюстрацією до подання походження Землі - біблійною легендою. Усі наступні класифікації продовжували цю традицію.
В кінці XVIII ст. А.Г. Вернер (1750-1817), основоположник нептунізма (Нептун - бог моря), - першої геологічної гіпотези, запропонував досліджувати "всі гірські породи і брили, з яких складений наш земну кулю, в тому порядку, як вони одна за одною за походженням своїм слідують , і спосіб цього походження, на цьому грунтується, і нарешті розділимо їх у цьому відношенні на різні типи ".
Навіщо це потрібно було робити А.Г. Вернеру, коли була класифікація Дж. Ардуіно? Потреба в новій класифікації виникла через те, що змінилася вихідна для порівняння ідея походження Землі. В замін біблейських вистав в 1749 р. Ж. Бюффон (1707-1788) запропонував нове, небожественного пояснення виникнення нашої планети: земна куля утворився за рахунок викиду матеріалу Сонця при падінні на світило комети. Далі нептуністамі приймалося, що, остигаючи, вогненний згусток сонячної речовини перетворився на земну кулю, покритий суцільним океаном нагрітих вод, що містять у великій кількості розчинені речовини. Глибина цього океану була значною. Започаткували охолодження води океану призвело до кристалізації з неї солей.
Процес цей з урахуванням видимого розрізу кам'яної оболонки передбачався наступним. У спокійних глибинних умовах, де не відбувався рух води, відкладалися в хаотичному порядку крупні кристали кварцу, польового шпату і слюди, що дали гранітні ядра гір. Зменшилося кількість води світового океану, що супроводжувалося початком руху її, зниження температури і мінералізації (багато солей пішло на формування гранітів), сприяло відкладенню паралельно-полосчата среднекрісталліческого гнейсу, а потім і кристалічних сланців, що складаються з більш дрібних кристалів, ніж гнейс.
Як тільки вершини гір вийшли з-під рівня океану при тривав зменшенні кількості води в ньому, вируючими в нагрітій атмосфері ураганами почалося руйнування (вивітрювання) кристалічних порід хімічного походження з механічним осадженням глини, піщанику, конгломерату та інших уламкових порід. Розгромна суша створила умови для появи на Землі рослин і тварин. Нагромаджені залишки рослин сформували пласти кам'яного вугілля, горіння якого в надрах земної кулі викликало початок вулканізму. Тому до вулканічних порід нептуністи відносили перепалену глину, земляний шлак, порцелянову яшму, що спостерігалися на контакті зі згорілими пластами кам'яного вугілля. Базальт, який за її спостереженнями залягав вище пластів кам'яного вугілля, з-за свого скловати (порфірового) або прихованокрісталлічеського (долеріт) складення ставився до утворень, викристалізувався з морської води. Пояснювалося це А.Г. Вернером тим, що порівняно недавно був потоп, під час якого всю земну кулю був покритий водою, окрім найвищих гір, "на яких базальт не знаходять".
Граніти, гнейси та інші кристалічні породи хімічного осадження, що не містять органічних залишків, а тому що утворилися до існування життя, нептуністамі називалися первоперіоднимі. Гірські породи механічного осадження (глини, пісковики, конгломерати, вапняки) із залишками скам'янілостей, містять уламки кристалічних первоперіодних порід. Тому шаруваті (флецовие) породи визначені второперіоднимі. Після сформувалися опади з галек, пісків і глин, що складають ниці, рівнинні ділянки. Ці опади є уламки первоперіодних і второперіодних порід, перенесених і відкладених водою. Це намивні відкладення ("наносні області") або за часом виникнення - третьеперіодние відкладення.
Таким чином, нептуністамі в кінці XVIII ст. була запропонована обгрунтована для того часу програма вивчення видимої частини літосфери. В основі її лежало уявлення про освіту від Сонця розпеченого земної кулі, його подальшого охолодження до твердого стану, конденсації водяної пари і формування нагрітого солоного суцільного океану. Життя ж на планеті з'явилася з виходом з морської безодні суші.
Така програма дозволила пояснити реально спостерігається в природі зміну (знизу вгору) граніту гнейсів, того кристалічними сланцями, що переходять вище в уламкові і глинисті відклади, спочатку зцементовані, а потім і пухкі. Граніти тому вважалися найбільш древніми гірськими породами. Програма нептуністов наукоподібно повторювала біблійну легенду про створення Землі, потім на ній води і життя.
На початку XIX ст. в природознавстві утвердилася гіпотеза Канта-Лапласа про походження Землі з розпеченого вогненно-рідкого кулі. Наступне його остигання сформувало тверду кору охолодження - земну кору потужністю 10 миль, нижче якої знаходиться первинний розплав. На базі гіпотези Канта-Лапласа виникла геологічна гіпотеза - плутонізму (Плутон - бог підземного царства).
На думку Б. Котта (1808-1879), німецького прихильника і пропагандиста плутонізму, при охолодженні вогненно-рідкого земної кулі з'явилася оболонка зі сланців, гнейсів і гранітів. Глинисті сланці, як швидко остудили і тому дрібнозернисті, складають саму верхню частину оболонки. Нижче виникли кристалічні сланці. Вони були захищені вищерозташованими глинистими сланцями від швидкого охолодження, і кристали в них більші. Під більше товстим екраном з глинистих і кристалічних сланців ще повільніше кристалізувалися гнейси, вже повністю кристалічні породи. На більшій глибині під сланцями і гнейсами найостаннішими викристалізувалися граніти з безладним розташуванням складають мінералів, хоча мінеральний склад їх такий же, як і гнейсів. Все це кристалізувалося з первинного розплаву, склад якого приймався базальтовим. У 1837р. Б. Котта запропонував сланці, гнейси і граніти вважати первинною корою охолодження раніше розплавленого земної кулі.
До середини XIX ст. в геології встановилося уявлення, що нижня половина земної кори сталася від застигання раніше розплавленого матеріалу, що зберігся у внутрішній частині планети, і тому називалася ця частина кори вогненної або плутонічні. Породи, що складають її, іменувалися плутонічні.
Зовнішня ж половина земної кори вважалася сформованої з опадів на дні океану. Туди з суші зносилися і зносяться продукти руйнування (продовжував застосовуватися і зараз вживається термін "вивітрювання", хоча вітер участі при цьому не приймає) плутонічні порід. Виниклі верстви глин, пісковиків, вапняків утворили зовнішню водну або нептуніческую кору. Породи, що складають її, стали називатися нептуніческімі.
У книзі "Природна історія земної кори", виданій у 1858 р. професор С.-Петербурзького університету, директор мінералогічного товариства Росії С. Куторга всі гірські породи розділив за походженням на дві групи: плутонічні і нептуніческіе.
Класифікація гірських порід С. Куторга
Нептуніческіе породи, в безпосередньому дотику з вогняними, вилівшіміся з розжареної нутрощі Землі, були прожарений їх жаром і почасти змінені в складі і складення; ці породи змінені або метаморфічні.
Термін "метаморфізм" - процес зміни нептуніческіх порід при їх зануренні в надра земної кулі теплом розплавленої частини Землі, був запропонований на початку 30-х років XIX ст. англійським геологом Ч. Лайєлем. Породи, що виникли при метаморфізмі, стали називатися метаморфічними. Поступово до них віднесли всі сланці і гнейси. Сланці вважалися результатом перекристалізації із збільшенням розміру кристалів нептуніческіх порід. Приймалося, що глини і піски, занурюючись вниз і наближаючись до залишився первинного розплаву, поглинаючи енергію, перекрісталлізовивают зі збільшенням розміру кристалів (насправді засвоєння енергії призводить до плавлення: а не збільшення розміру кристалів!). Якщо ж занурювався граніт - плутонічні порода, то метаморфізм його приводив до появи гнейсу (і знову нонсенс - гнейс в розрізі літосфери лежить вище граніту).
Якщо в першій половині XIX ст. геологи при спробах класифікації гірських порід враховували спостережуваний розріз літосфери, то потім це робити перестали, звернувши свій погляд на гіпотетичні внутрішні частини Землі.
До початку останньої чверті XIX ст. геологи переконалися, що розплавленого матеріалу під тонкою земною корою немає. Інакше, наприклад, в ній (якщо б кора взагалі була!) Спостерігалися б безперервні підняття і опускання від тяжіння Місяця, як це зазначається в гідросфері. Виявилося, що піднімати в розплавленому стані з надр земної кулі нема чого, розплавленої оболонки немає. Як же бути з плутонічні і метаморфічними породами?
Вихід був запропонований австрійським геологом Е. Рейєр (1849-1914). Він припустив, що на глибині земна речовина високонагрето, але через величезну тиск верхніх товщ гірських порід, що не дозволяє речовині перейти в розплав, знаходиться в твердому стані (як побачимо далі, це подання помилкове). Якщо зменшити тиск, наприклад, шляхом виникнення тріщини при землетрусі, то в цьому місці відбудеться розплавлення. Виникла на глибині розплавлену масу Г. Фогельзанг і Г. Розенбуш в 1872 р. було запропоновано називати магмою (по-грецьки - густа мазь, тісто). Магма визначалася і зараз визначається як "розплавлена вогненно-рідка маса складного складу, що утворюється в глибинах землі, більш-менш багата летючими компонентами, з якої шляхом застигання та кристалізації, а також диференціації отримують магматичні (вивержені) породи" (петрографічний словник, 1963, с.182).
Між тим, із-за величезного літостатіческого тиску (маси верхніх шарів) тріщина на глибині утворитися не може, але якщо б і змогла, то зменшити тиск не зуміла б, так як масу не змінила б. Для зниження тиску необхідно прибрати товщу гірських порід потужністю кілька кілометрів, що на Землі, до радості всіх живих, не відбувається.
Плутонічні породи отримали назву спочатку вивержених, потім магматичних, а нептуніческіе - осадовими. Магматичні за місцем остигання магми були розділені на інтрузивні і ефузивні. Інтрузивні (упровадилися, глибинні): граніт, діорит, габро, перідотіт та інші. Ефузивні (ізлівшіеся або вулканічні): ліпарит, андезит, базальт та інші. Між тим вулканічні складають лише частину ефузивних порід. Вулканічні = пірокластичних + ефузивні; пірокластичні - значить, утворилися за рахунок викинутих розпечених, вогняних уламків лави, а ефузивні - при злитті лави. Поділ гірських порід за походженням на магматичні, осадочні і метаморфічні в сучасній геології зберігається на початок XXI століття. Науковій таку класифікацію гірських порід прийняти не можна.
На підставі чого гірські породи поділяються за походженням? Що, гірські породи несуть ознаки свого походження? Ні, таких ознак у них немає. У різні часи однієї і тієї ж породи приписувалося різне походження. Наприклад, гнейс. Дж. Ардуіно в середині XVIII ст. вважав його первинної породою, створеної Богом при створенні Землі до створення на ній життя. А.Г. Вернер в кінці XVIII ст. відніс гнейс до хімічної породі, викристалізувався з первинного нагрітого минерализованного океану після утворення граніту. На початку XIX ст. Б. Котта з позиції плутонізму запропонував вважати гнейс породою первинної кори охолодження раніше розплавленого земної кулі. Вже півтора століття з середини XIX ст. гнейс беруть метаморфічної породою. Але в усі ці часи гнейсів називали кристалічний породу, складену смугами мінералів різного кольору, тобто визначали його не за походженням, а за структурою і текстурою, що і запропоновано робити в цьому виданні.
Класифікувалися гірські породи за генезисом тому, що спочатку вигадувалася схема походження нашої планети або її глибинної будови, а потім до неї підбиралися типи гірських порід, що ілюструють цю схему. Такий спосіб мислення від загального до приватного називається дедуктивним. Але чи можна говорити спочатку про походження земної кулі чи його будову, а потім називати те, що його складає? На підставі чого тоді говориться про походження і будову? Спочатку дедуктивне мислення в природознавстві не стосується, таке мислення в геології не є науковим.
Мета природничих наук, до яких відноситься і геологія, у пізнанні законів будови і функціонування природних об'єктів. Це здійснюється шляхом підсумовування загальних властивостей одиничних об'єктів або явищ. Це індуктивний спосіб мислення, від приватного до загального (закону), не від подання до ілюстрації, як при дедукції, а від понять (порівняння властивостей або ознак об'єктів) до закону. Логічне (наукове) мислення в природознавстві зобов'язує думати поняттями. Мислення уявленнями (вимислом) дає нісенітницю. Наведений приклад появи терміна "магма" - яскраве свідчення нісенітниці в геології.
Індуктивний метод пізнання геологічного світу використаний у даному посібнику. Виклад геологічних поглядів починається не з констатації готової істини (наприклад, так як у глибинному будову земної кулі виділяються ..., то ...), а з характеристики та аналізу геологічних об'єктів, існування яких незаперечно самим фактом їх безпосереднього спостереження (присутності).
ЗАГАЛЬНА ГЕНЕТИЧНА КЛАСИФІКАЦІЯ ГІРСЬКИХ ПОРІД
I. Клас магматичних гірських порід
План опису гірської породи
Загальний вигляд (колір, видима моно-або полімінеральна);
Текстура;
Структура;
Мінеральний склад (навіть у випадку невпевненості необхідно eгo називати, супроводжуючи вказівками: "мабуть", "ймовірно" і т.д. Мінерали і компоненти оцінюються і кількісно, у відсотках, хоча б орієнтовних: 20-30% і т.п .);
фізичні властивості (вага, якщо він помітно відрізняється від звичайного, магнітній, розмокання у воді, інші ознаки, які чомусь важливі або характерні, але не увійшли в інші пункти).
вторинні зміни (вивітрілості, озалізнений, окисненість, тріщинуватість і т.д.);
Генезис.
Назва породи (може бути однослівним, наприклад "кремінь", "амфібол", а краще - більш повним, коли до іменника додається одне чи ряд прикметників, що відображають головні, найбільш характерні властивості породи;
А. Підклас інтрузивних порід.
Граніт, діорит, габро і т.д.
Б. Підклас ефузивних порід.
Ріоліт, обсидіан, базальт, пемза, ігнімбрит і т.д.
В. Підклас пірокластичних гірських порід.
Вулканічний туф.
II. Клас осадових гірських порід
А. Підкласи уламкових (теригенних) і глинистих порід.
Група грубоуламкові порід: брекчія, конгломерат, щебінь, жорстви, галечник, гравій, Гравелен.
Група піщаних порід: пісок, пісковик.
Група алевритових порід: алеврит, алевроліт, лес.
Підклас глинистих порід: глина, аргіліт.
Непідібране піщано-алевритами-глинисті породи: суглинок, супісок.
Б. Підкласи біогенних і хемогенних порід.
Група карбонатних порід: вапняки, крейда, мергель, травертин, доломіт.
Група кременистих порід: діатоміт, трепел, опока, яшма.
Група фосфатних порід: фосфорит.
Група евапоритів: гіпс, ангідрит, кам'яна сіль.
Група порід кор вивітрювання: лімоніт, боксит.
Група каустобиолитов: торф, буре та кам'яне вугілля.
III. Клас метаморфічних гірських порід
А. Підклас порід регіонального метаморфізму
Глинисті сланці, слюдяні сланці, гнейс, мармур, кварцит.
Б. Підклас порід локального метаморфізму
Контактовому породи: Скарн, грейзени, роговиками і т.д.
Дінамометаморфіческіе породи: катаклазіти, мілоніти і т.д.
Імпактних породи: імпактіти і т.д.
Посилання (links):